JPH05129036A - 密閉形２次電池 - Google Patents
密閉形２次電池Info
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- JPH05129036A JPH05129036A JP3289017A JP28901791A JPH05129036A JP H05129036 A JPH05129036 A JP H05129036A JP 3289017 A JP3289017 A JP 3289017A JP 28901791 A JP28901791 A JP 28901791A JP H05129036 A JPH05129036 A JP H05129036A
- Authority
- JP
- Japan
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- electrode
- positive electrode
- negative electrode
- secondary battery
- distance
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】高エネルギー密度で長寿命の薄形タイプの密閉
形２次電池を提供することを目的とする。 【構成】正極２と負極３を電解質８を介して同一平面上
に配置した極板群を上下両面からシート状又はフィルム
状の密封材１，１’で挟んで包覆した密閉形２次電池で
あって、前記正極２または負極３の平面方向の電極幅
が、正極２と負極３の電極間距離以上であること、ある
いは正極２と負極３の平面方向の電極幅が異なること、
もしくは正極２と負極３の電極間距離が狭い部分と広い
部分とを有することを特徴とする。
形２次電池を提供することを目的とする。 【構成】正極２と負極３を電解質８を介して同一平面上
に配置した極板群を上下両面からシート状又はフィルム
状の密封材１，１’で挟んで包覆した密閉形２次電池で
あって、前記正極２または負極３の平面方向の電極幅
が、正極２と負極３の電極間距離以上であること、ある
いは正極２と負極３の平面方向の電極幅が異なること、
もしくは正極２と負極３の電極間距離が狭い部分と広い
部分とを有することを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、特にポータブル機器等
の電源として用いられる密閉形２次電池に関するもので
ある。
の電源として用いられる密閉形２次電池に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】近年、ポータブル機器等の電源として軽
薄短小且つ高エネルギー密度の密閉形２次電池が切望さ
れている。この要求に対して、薄形タイプのものとし
て、正極と負極を電解質を介して同一平面上に配置した
極板群を、上下両面からシート状又はフィルム状の密封
材で挟んで包覆した密閉形２次電池が、特開平１−１３
２０６４号公報に開示されている。
薄短小且つ高エネルギー密度の密閉形２次電池が切望さ
れている。この要求に対して、薄形タイプのものとし
て、正極と負極を電解質を介して同一平面上に配置した
極板群を、上下両面からシート状又はフィルム状の密封
材で挟んで包覆した密閉形２次電池が、特開平１−１３
２０６４号公報に開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の密閉形２次
電池は、充放電に係る電極の有効反応面積が制限され易
いため、正極と負極を細分化してこの電極の有効反応面
積を大きくしようとするすると、電極の集電部が腐食し
易くなって性能が劣化するという問題がある。本発明
は、高エネルギー密度で長寿命の薄形タイプの密閉形２
次電池を提供することを目的とする。
電池は、充放電に係る電極の有効反応面積が制限され易
いため、正極と負極を細分化してこの電極の有効反応面
積を大きくしようとするすると、電極の集電部が腐食し
易くなって性能が劣化するという問題がある。本発明
は、高エネルギー密度で長寿命の薄形タイプの密閉形２
次電池を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、正極と負極を電解質を介して同一平面上
に配置した極板群を、上下両面からシート状又はフィル
ム状の密封材で挟んで包覆した密閉形２次電池であっ
て、前記正極または負極の平面方向の電極幅が、正極と
負極の電極間距離以上であること、あるいは正極と負極
の平面方向の電極幅が異なること、もしくは正極と負極
の電極間距離が狭い部分と広い部分とを有することを特
徴とする。
め、本発明は、正極と負極を電解質を介して同一平面上
に配置した極板群を、上下両面からシート状又はフィル
ム状の密封材で挟んで包覆した密閉形２次電池であっ
て、前記正極または負極の平面方向の電極幅が、正極と
負極の電極間距離以上であること、あるいは正極と負極
の平面方向の電極幅が異なること、もしくは正極と負極
の電極間距離が狭い部分と広い部分とを有することを特
徴とする。
【０００５】
【作用】本発明は、薄形タイプの密閉形２次電池の一定
体積内で電極を、有効な反応部位が得られるように最適
化して、高エネルギー密度と長寿命とを両立させること
ができる。
体積内で電極を、有効な反応部位が得られるように最適
化して、高エネルギー密度と長寿命とを両立させること
ができる。
【０００６】
【実施例】薄形タイプの密閉形２次電池の一定体積内で
の電極の最適配置を見出すために次のようなシール鉛蓄
電池を作成した。図１は、本発明の一実施例を示す平面
図である。１及び１’は、熱溶着ができるシート状又は
フィルム状の密封材であり、ポリエチレンテレフタレー
ト、ポリ塩化ビニリデン、ポリオレフィン等からなる多
層ラミネート構造となっており、水蒸気の透過を防止
し、酸素ガスの電池内への侵入を防止する密封構造を可
能にする。正極２、電解質８および負極３を同一平面上
に配置した極板群を、上下両面から前記シート状又はフ
ィルム状の密封材１，１’で挟んで包覆密封したもので
あって、前記正極２および負極３は、櫛歯状に形成され
たシート状の鉛又は鉛合金からなる正極集電体４および
負極集電体６をエポキシ樹脂でシート状又はフィルム状
の密封材１上に接着した上に、正極活物質５および負極
活物質７のペーストをスクリーン印刷法によって塗布
し、適宜の処理を施して活物質層が形成されている。電
解質８は、ガラス繊維とゲル状物質と電解液からなるも
のであり、正極２と負極３との間にスクリーン印刷法等
により配置されている。尚、電池寸法を８５×５４×１
mmとし、この中に配置される前記正極２および負極３の
平面方向のそれぞれの電極幅を２mm，３mm，４mm，５m
m、電極間距離を１mm，２mm，３mm，４mm，５mmから選
択した。
の電極の最適配置を見出すために次のようなシール鉛蓄
電池を作成した。図１は、本発明の一実施例を示す平面
図である。１及び１’は、熱溶着ができるシート状又は
フィルム状の密封材であり、ポリエチレンテレフタレー
ト、ポリ塩化ビニリデン、ポリオレフィン等からなる多
層ラミネート構造となっており、水蒸気の透過を防止
し、酸素ガスの電池内への侵入を防止する密封構造を可
能にする。正極２、電解質８および負極３を同一平面上
に配置した極板群を、上下両面から前記シート状又はフ
ィルム状の密封材１，１’で挟んで包覆密封したもので
あって、前記正極２および負極３は、櫛歯状に形成され
たシート状の鉛又は鉛合金からなる正極集電体４および
負極集電体６をエポキシ樹脂でシート状又はフィルム状
の密封材１上に接着した上に、正極活物質５および負極
活物質７のペーストをスクリーン印刷法によって塗布
し、適宜の処理を施して活物質層が形成されている。電
解質８は、ガラス繊維とゲル状物質と電解液からなるも
のであり、正極２と負極３との間にスクリーン印刷法等
により配置されている。尚、電池寸法を８５×５４×１
mmとし、この中に配置される前記正極２および負極３の
平面方向のそれぞれの電極幅を２mm，３mm，４mm，５m
m、電極間距離を１mm，２mm，３mm，４mm，５mmから選
択した。
【０００７】各電池の２０時間率容量を測定した結果を
図２に示す。図２から急激な容量低下を起こすのは、電
極幅が２mmのときは電極間距離が２mmより広い場合であ
り、電極幅が３mmのときは電極間距離が３mmより広い場
合であり、電極幅が４mmのときは電極間距離が４mmより
広い場合であり、電極幅が５mmのときは電極間距離が５
mmより広い場合であるので、逆に容量低下を小さくする
ためには、電極幅を電極間距離以上にすれば良いことが
わかる。
図２に示す。図２から急激な容量低下を起こすのは、電
極幅が２mmのときは電極間距離が２mmより広い場合であ
り、電極幅が３mmのときは電極間距離が３mmより広い場
合であり、電極幅が４mmのときは電極間距離が４mmより
広い場合であり、電極幅が５mmのときは電極間距離が５
mmより広い場合であるので、逆に容量低下を小さくする
ためには、電極幅を電極間距離以上にすれば良いことが
わかる。
【０００８】次に、正極２および負極３の電極間距離を
２mmとし、電極幅を１mm，２mm，４mmとすると、電極間
の対向面積はそれぞれ３．２５cm2，１．５cm2，１．０
cm2となり（正極２および負極３を一定面積の同一平面
上に配置するため電極幅を大きくすると電極間の対向面
積は減少する）、この対向面積に対する各電池の２０時
間率容量との関係を図３に示す。図３から電極幅を４mm
から１mmにして電極間の対向面積を約３倍にしても、容
量は１５mＡh程度しか増大しないが、活物質厚みを電極
幅２mmの場合で３８０μｍから５４０μｍにするだけ
で、３０mＡh増大する。従って、容量増加には、電極幅
を狭くして電極間の対向面積を増すよりも活物質の厚み
を増す方が得策であることがわかった。また、電極幅を
狭くすることは、集電体が腐食し易くなり、寿命短縮が
懸念されることから、長寿命化に対しても得策でない。
尚、活物質を精度良く塗布できる厚さは、スクリーン印
刷法では７００〜８００μｍである。
２mmとし、電極幅を１mm，２mm，４mmとすると、電極間
の対向面積はそれぞれ３．２５cm2，１．５cm2，１．０
cm2となり（正極２および負極３を一定面積の同一平面
上に配置するため電極幅を大きくすると電極間の対向面
積は減少する）、この対向面積に対する各電池の２０時
間率容量との関係を図３に示す。図３から電極幅を４mm
から１mmにして電極間の対向面積を約３倍にしても、容
量は１５mＡh程度しか増大しないが、活物質厚みを電極
幅２mmの場合で３８０μｍから５４０μｍにするだけ
で、３０mＡh増大する。従って、容量増加には、電極幅
を狭くして電極間の対向面積を増すよりも活物質の厚み
を増す方が得策であることがわかった。また、電極幅を
狭くすることは、集電体が腐食し易くなり、寿命短縮が
懸念されることから、長寿命化に対しても得策でない。
尚、活物質を精度良く塗布できる厚さは、スクリーン印
刷法では７００〜８００μｍである。
【０００９】次に、正極２および負極３の電極間距離を
２mmとし、電極幅を２mm，４mmとして寿命性能への影響
を検討した。電池を１７.５mＡ(終止電圧１.７０Ｖ)で
放電し、放電後活物質層のＰbＳＯ4の分布をＥＰＭＡ
（Ｘ線マイクロアナライザー）で分析した。資料の測定
位置は図４に示した通りである。図５には電極幅を２mm
とした場合のＰbＳＯ4の分布（Ｓ−Ｋα線強度）、図６
には電極幅を４mmとした場合のＰbＳＯ4の分布（Ｓ−Ｋ
α線強度）を示している。これらの図から、正極２およ
び負極３の電極幅を２mmとした方は、電極端面にＰbＳ
Ｏ4が集中して生成しているのに対し、電極幅を４mmと
した方は、電極全体にＰbＳＯ4が生成しており、反応が
集中すると活物質の泥状化が発生し易いため電極幅を４
mmとした方が寿命特性が良いと判断できる。
２mmとし、電極幅を２mm，４mmとして寿命性能への影響
を検討した。電池を１７.５mＡ(終止電圧１.７０Ｖ)で
放電し、放電後活物質層のＰbＳＯ4の分布をＥＰＭＡ
（Ｘ線マイクロアナライザー）で分析した。資料の測定
位置は図４に示した通りである。図５には電極幅を２mm
とした場合のＰbＳＯ4の分布（Ｓ−Ｋα線強度）、図６
には電極幅を４mmとした場合のＰbＳＯ4の分布（Ｓ−Ｋ
α線強度）を示している。これらの図から、正極２およ
び負極３の電極幅を２mmとした方は、電極端面にＰbＳ
Ｏ4が集中して生成しているのに対し、電極幅を４mmと
した方は、電極全体にＰbＳＯ4が生成しており、反応が
集中すると活物質の泥状化が発生し易いため電極幅を４
mmとした方が寿命特性が良いと判断できる。
【００１０】（実施例１）正極２と負極３を電解質８を
介して同一平面上に配置した極板群を、上下両面からシ
ート状又はフィルム状の密封材１，１’で挟んで包覆し
た密閉形２次電池を、正極２および負極３の電極間距離
が２mm、電極幅が両方共４mm、活物質厚みが３８０μ
ｍ、電池寸法が８５×５４×１mmで作成した。 （実施例２）正極２および負極３の電極幅をそれぞれ２
mmとした他は、実施例１と同様にして密閉形２次電池を
作成した。 （実施例３）負極は所定量の活物質量さえ確保できれ
ば、正極と同じ電極幅である必要はないので、正極２お
よび負極３の電極幅をそれぞれ５mmと３mmとし、その他
は実施例１と同様にして密閉形２次電池を作成した。 （実施例４）電極幅と電極間距離が均一の場合、電極の
先端部はエッジ電流が集中し、電極の根幹部での反応分
布とは異なるため、正極２あるいは負極３の電極幅を電
極の先端部の方が根幹部より狭くなるようにして、電極
間距離を電極の先端部の方が根幹部より広くなるように
し、その他は実施例１と同様にして密閉形２次電池を作
成した。
介して同一平面上に配置した極板群を、上下両面からシ
ート状又はフィルム状の密封材１，１’で挟んで包覆し
た密閉形２次電池を、正極２および負極３の電極間距離
が２mm、電極幅が両方共４mm、活物質厚みが３８０μ
ｍ、電池寸法が８５×５４×１mmで作成した。 （実施例２）正極２および負極３の電極幅をそれぞれ２
mmとした他は、実施例１と同様にして密閉形２次電池を
作成した。 （実施例３）負極は所定量の活物質量さえ確保できれ
ば、正極と同じ電極幅である必要はないので、正極２お
よび負極３の電極幅をそれぞれ５mmと３mmとし、その他
は実施例１と同様にして密閉形２次電池を作成した。 （実施例４）電極幅と電極間距離が均一の場合、電極の
先端部はエッジ電流が集中し、電極の根幹部での反応分
布とは異なるため、正極２あるいは負極３の電極幅を電
極の先端部の方が根幹部より狭くなるようにして、電極
間距離を電極の先端部の方が根幹部より広くなるように
し、その他は実施例１と同様にして密閉形２次電池を作
成した。
【００１１】図７は各電池における、放電：９０Ω定抵
抗（終止電圧１．７０Ｖ）、充電：２．４５Ｖ（０．３
ＣＡ制限）８時間でのサイクル寿命試験結果を示す。実
施例１は、初期容量が実施例２とほぼ同程度であるが、
サイクル寿命が２５０サイクルであり、実施例２の１６
０サイクルに比べて優れている。実施例３は、サイクル
寿命が３５０サイクルとなった。これは、正極２の電極
幅が広くなったことにより、正極集電体４の腐食寸断が
遅れることと、正極活物質５の泥状化が遅れることに起
因する。実施例４は、電極先端部の集電体の腐食が抑制
されて、サイクル寿命が２８０〜３００サイクルとなっ
た。
抗（終止電圧１．７０Ｖ）、充電：２．４５Ｖ（０．３
ＣＡ制限）８時間でのサイクル寿命試験結果を示す。実
施例１は、初期容量が実施例２とほぼ同程度であるが、
サイクル寿命が２５０サイクルであり、実施例２の１６
０サイクルに比べて優れている。実施例３は、サイクル
寿命が３５０サイクルとなった。これは、正極２の電極
幅が広くなったことにより、正極集電体４の腐食寸断が
遅れることと、正極活物質５の泥状化が遅れることに起
因する。実施例４は、電極先端部の集電体の腐食が抑制
されて、サイクル寿命が２８０〜３００サイクルとなっ
た。
【００１２】
【発明の効果】上述のように、本発明は、薄形タイプの
密閉形２次電池の薄さを損なうことなく、高エネルギー
密度と長寿命とを両立させることができるようになり、
利用機器の対象を拡大できる点工業的価値大なるもので
ある。
密閉形２次電池の薄さを損なうことなく、高エネルギー
密度と長寿命とを両立させることができるようになり、
利用機器の対象を拡大できる点工業的価値大なるもので
ある。
【図１】本発明の一実施例を示す平面図である。
【図２】電極幅と電極間距離を各種変えた密閉形２次電
池の２０時間率容量を測定した結果を示す曲線図であ
る。
池の２０時間率容量を測定した結果を示す曲線図であ
る。
【図３】電極間の対向面積を各種変えた密閉形２次電池
の２０時間率容量を測定した結果を示す曲線図である。
の２０時間率容量を測定した結果を示す曲線図である。
【図４】密閉形２次電池放電後の電極の活物質層のＰb
ＳＯ4の分布をＥＰＭＡ（Ｘ線マイクロアナライザー）
で分析するときの試料の測定位置を示す説明図である。
ＳＯ4の分布をＥＰＭＡ（Ｘ線マイクロアナライザー）
で分析するときの試料の測定位置を示す説明図である。
【図５】電極幅を２mmとした密閉形２次電池の電極の活
物質層のＰbＳＯ4の分布（Ｓ−Ｋα線強度）を示す曲線
図である。
物質層のＰbＳＯ4の分布（Ｓ−Ｋα線強度）を示す曲線
図である。
【図６】電極幅を４mmとした密閉形２次電池の電極の活
物質層のＰbＳＯ4の分布（Ｓ−Ｋα線強度）を示す曲線
図である。
物質層のＰbＳＯ4の分布（Ｓ−Ｋα線強度）を示す曲線
図である。
【図７】本発明の実施例１〜４の各電池におけるサイク
ル寿命試験結果を示す特性図である。
ル寿命試験結果を示す特性図である。
１，１’はシート状又はフィルム状の密封材、２は正
極、３は負極、４は正極集電体、５は正極活物質、６は
負極集電体、７は負極活物質、８は電解質
極、３は負極、４は正極集電体、５は正極活物質、６は
負極集電体、７は負極活物質、８は電解質
フロントページの続き (72)発明者 小牧 昭夫 東京都新宿区西新宿２丁目１番１号 新神 戸電機株式会社内 (72)発明者 阿久戸 敬治 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日 本電信電話株式会社 (72)発明者 尾形 努 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日 本電信電話株式会社 (72)発明者 堀江 利夫 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日 本電信電話株式会社
Claims (3)
- 【請求項１】正極と負極を電解質を介して同一平面上に
配置した極板群を、上下両面からシート状又はフィルム
状の密封材で挟んで包覆した密閉形２次電池であって、
前記正極または負極の平面方向の電極幅が、正極と負極
の電極間距離以上であることを特徴とする密閉形２次電
池。 - 【請求項２】正極と負極の平面方向の電極幅が異なるこ
とを特徴とする請求項１記載の密閉形２次電池。 - 【請求項３】正極と負極の電極間距離が狭い部分と広い
部分とを有することを特徴とする請求項１記載の密閉形
２次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3289017A JPH05129036A (ja) | 1991-11-06 | 1991-11-06 | 密閉形２次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3289017A JPH05129036A (ja) | 1991-11-06 | 1991-11-06 | 密閉形２次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05129036A true JPH05129036A (ja) | 1993-05-25 |
Family
ID=17737755
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3289017A Pending JPH05129036A (ja) | 1991-11-06 | 1991-11-06 | 密閉形２次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05129036A (ja) |
Cited By (6)
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|---|---|---|---|---|
| JP2005174617A (ja) * | 2003-12-08 | 2005-06-30 | Nissan Motor Co Ltd | 電池およびこの電池を搭載する車両 |
| JP2006147210A (ja) * | 2004-11-17 | 2006-06-08 | Hitachi Ltd | 二次電池及びその製造方法 |
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-
1991
- 1991-11-06 JP JP3289017A patent/JPH05129036A/ja active Pending
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